黄原胶,俗称玉米糖胶、汉生胶,是一种糖类(葡萄糖、蔗糖、乳糖)经由野油菜黄单孢菌发酵产生的复合多糖体。
黄原胶通常是经由玉米淀粉所制造,由甘蓝黑腐病野油菜黄单胞菌以碳水化合物为主要原料,经好氧发酵生物工程技术,切断1,6-糖苷键,打开支链后,在按1,4-键合成直链组成的一种酸性胞外杂多糖。
黄原胶是白色或浅黄色的粉末,具有优良的增稠性、悬浮性、乳化性和水溶性,并具有良好的热、酸碱稳定性,所以被广泛应用于各种食品中。
黄原胶在水中能快速溶解,有很好的水溶性。特别在冷水中也能溶解,可省去繁杂的加工过程,使用方便。
但由于它有极强的亲水性,如果直接加入水小而搅拌不充分,外层吸水膨胀成胶团,会阻止水分进入里层,从而影响作用的发挥,因此必须注意正确使用。
黄原胶干粉或与盐、糖等干粉辅料拌匀后缓慢加入正在搅拌的水里,制成溶液使用。
黄原胶溶液具有低浓度高粘度的特性(1%水溶液的粘度相当于明胶的100倍),是一种高效的增稠剂。
黄原胶水溶液在静态或低的剪切作用下具有高粘度,在高剪切作用下表现为粘度急剧下降,但分子结构不变。
黄原胶溶液的粘度不会随温度的变化而发生很大的变化,黄原胶的水溶液在10—80℃之间粘度几乎没有变化,即使低浓度的水溶液在广阔的温度范围内仍然显示出稳定的高粘度。1%黄原胶溶液(含1%氯化钾)出25℃加热到120℃.其粘度仅降低3%。
黄原胶溶液对酸碱十分稳定,在PH为5—10之间叫其粘度不受影响,在PH小于4和大于11时粘度有轻微的变化。在PH3—11范围内,粘度最大使和最小值相差不到10%。黄原胶能溶于多种酸溶液,如5%的硫酸、5%的硝酸、5%的乙酸、10%的盐酸和25%的磷酸,且这些黄原胶酸溶液在常温下相当稳定,数月之久件质仍不会发生改变。
黄原胶也能溶于氢氧化钠溶液,并具有增稠特性.所形成的溶液在室温下十分稳定。黄原胶可被强氧化剂,如过氯酸、过硫酸降解,随温度升高,降解加速。
黄原胶溶液能和许多盐溶液(钾盐、钠盐、钙盐、镁盐等)混溶,粘度不受影响。在较高盐浓度条件下,甚至在饱和盐溶液中仍保持其溶解性而不发生沉淀和絮凝,其粘度几乎不受影响。
黄原胶稳定的双螺旋结构使其具有极强的抗氧化和抗酶解能力,许多的酶类如蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶和半纤维素酶等酶都不能使黄原胶降解。
但黄原胶在溶解过程中,由于颗粒表面快速溶胀形成有粘度的胶层,容易导致结块,降低了整体的溶解速度,在一些应用领域上受到一定限制。目前黄原胶多用于与淀粉混合进行干热处理来提高淀粉的粘度、抑制糊化、热稳定性等理化性质,包括木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉等与黄原胶干热处理,淀粉分子的羟基与黄原胶分子的羧基发生交联从而引起理化性质的改变。
黄原胶在食品加工中的应用及用量
黄原胶为剪切变稀的假塑性流体,其黏度随着质量浓度的增加逐渐增大,随着温度的升高呈现先降低后增加的趋势,并且在加工过程中有利于食品保形;黄原胶为热可逆凝胶;黄原胶的冻融稳定性较好但其持水力不好,在食品加工中要依据具体情况选择使用。
按照中国食品添加剂使用卫生标准,黄原胶可在各类食品中按生产需要适量使用,在一些食品中的用量概述如下:
一、在饮料中的应用
黄原胶的亲水性较好,对温度、酸碱和盐的稳定性良好,能迅速溶解于水溶液中并形成稳定的溶胶,增加饮料的稠度,提升饮料的稳定性和颗粒悬浮性。例如在液体饮料中使用量为0.1—0.3%,起到增稠、混悬、提高感官质量作用;在固体饮料中添加量为0.1—0.3%让产品更易成型、增强口感。
马寅斐等人测定了0.004%,0.006%,0.008%,0.010%,0.012%的黄原胶添加量对芒果汁饮料稳定性的影响。结果表明,饮料的TSI 稳定性指数呈先降低后上升的趋势,在0.008%的添加量时,TSI 指数最小,饮料稳定性最高。且当其与CMC 9、结冷胶以添加量分别为0.012%,0.050%,0.015%复配时风味、口感及稳定性效果最好且高于市面上常见的芒果果汁饮料。
陈刚等人向花生乳饮料添加黄原胶,发现花生乳饮料乳化性得到了显著性的提高且黄原胶添加量越大,乳化性越好。都宇通过向乳酸菌饮料中加入不同添加量的羧甲基纤维素钠、果胶、黄原胶和瓜尔豆胶进行正交试验,结果表明黄原胶对乳酸菌饮料稳定性有一定的影响。
二、在粮食及粮食制品中的应用
面团是向面粉中加入少量水经过一段时间揉搓使之成团形成的,依靠面筋蛋白保持一定的形状。黄原胶吸水能力较强,可与水结合形成黏性凝胶,与淀粉颗粒、面筋蛋白结合形成三维空间网状结构,从而增加面团的持水性,增强面筋强度,提高面团的稳定性。在面制品中的使用量一般为0.03—0.08%,起到增强韧性、持水、延长保质期的作用。
何承云等人向馒头中添加一定量的黄原胶,发现黄原胶使馒头的硬度、黏着性、咀嚼性降低,而弹性、内聚性和回复性升高,且黄原胶添加量为0.10%时,改善馒头质构的效果最好。
向面条中添加适量的黄原胶可加大面筋蛋白与淀粉粒的结合,提高面团结构的紧密性。冯俊敏等人在研究冷冻面条的试验时发现,黄原胶能够提高冷冻面条的最大拉断力,降低冷冻面条在贮藏过程中的熔化焓和冻结水含量,防止冷冻面条面筋膜受到伤害,提升面条的稳定性。
此外,在速冻饺子或馄饨皮中加入黄原胶,可以起到改善面皮口感、减少烹饪时的烂皮和混汤度,并且在馅料中加入一定量的黄原胶,能够使馅料汤汁浓郁饱满。
三、在焙烤食品中的应用
黄原胶是一种含有大量羟基的多糖,是一种亲水性胶体,能与面筋蛋白相互作用,形成复合空间网络结构,显著提高面筋蛋白持水性,提高面团的强度,从而增加焙烤食品的持水力、弹性、柔软度,改善口感,延长货架期。在蛋糕中的使用量一般为0.1-0.3 %,作用是增加微孔、松软、延长货架寿命;在面包中使用量一般为0.1-0.2%,作用: 松软、最适用于含粗纤维的黑面包。
宋臻善等人的试验表明,添加0.05%~0.10%黄原胶的蛋糕放置7 d 后,蛋糕的硬度及硬度变化率均比空白对照组小,且添加0.10%黄原胶的蛋糕硬度变化率最小,说明添加0.10%的黄原胶可以延缓蛋糕老化。
瞿力等人研究发现,在面包中添加适量的黄原胶尤其是0.6%的添加量,可更好地改善面包口感、提高面包生产量、延缓面包的老化。
范婷婷等人研究了黄原胶同瓜尔豆胶、羟丙基甲基纤维素(HPMC)和海藻酸钠进行复配对面包品质的影响。研究表明,黄原胶、海藻酸钠与HPMC以1∶2∶6复配时,可更好地改善面包的烘焙品质,提高面包的抗老化性能。
四、在冷冻饮品中的应用
黄原胶在- 18~100 ℃范围内均能起到稳定乳化液的作用,抑制水分子迁移,控制冰晶生长速度,使冰激凌口感绵软、细腻并能增加配料的黏度,使得冰激凌具有良好的可塑性、持形性、黏性和柔软性。在冰淇淋中的使用量一般为0.1-0.3%,起到多微孔、无冰凌、缩短老化时间、使产品组织细腻的作用。
刘梅森等人研究表明,黄原胶可显著提高软冰激凌的膨胀率、黏度、抗融性,降低产品硬度。郑梅霞等人向酸奶冰激凌中添加黄原胶FJAT- 10151- DTJZ,发现其能明显提高冰激凌的抗融性和膨胀率,抑制冰晶的增大。
五、在调味品中的应用
黄原胶具有良好的水溶性,遇水可快速溶解形成溶胶,起到增稠的作用,并且对热、酸、碱和盐等具有很强的稳定性,因此可添加在调味料中使用。例如,在酱油、蚝油的使用量一般为0.05-0.1 %,作用是耐盐性好、增加稠度、适用于做调味汁、增强挂壁性及附着性。
陶德才在辣鲜露调味料的工艺中加入黄原胶来保持辣鲜露水溶液体系的稳定性。通过添加0.05% ~0.40%的黄原胶与其他小料,如食盐、苹果酸、I+G等混合进行黏度试验,结果表明黏度随黄原胶添加量的增加而升高。当添加量为0.2%,0.3%,0.4%时,辣鲜露的瓶底无沉淀物,瓶壁无挂壁分层现象。
岑剑伟等人在制备海鲜酱时发现,如果只加淀粉需要更多的淀粉并且制得的海鲜酱久置容易出现结块现象。而当用4%淀粉与0.25%黄原胶混合使用时,不仅可达到理想的稠度,还能避免久置结块现象。
王嫣等人的研究表明,黄原胶与变性淀粉复配,可进一步提高番茄沙司的稳定性、黏度及光泽度,并赋予番茄沙司细腻口感。陈春香在酱油中添加黄原胶,得到的酱油色泽浓郁,体浓挂壁,更易上色,档次更好。
六、菜肴中
使用0.1%~0.2%,黄原胶溶液代替水调配芡汁,可提高芡汁的光泽度、呈味及保温性能,而且这种良好的感官状态并不随温度的改变而发生变化,呈现出一定的感官稳定性。在炸制品的挂糊中添加淀粉用量1%的黄原胶可增加炸制品表皮的酥脆感和膨胀度,不但使炸制品的体积增大,而且使芡汁更易附着,表现出更佳的呈味效果。
七、其他食品中的使用量
黄原胶的使用方法
黄原胶由于它有极强的亲水性,如果直接加入水中而搅拌不充分,外层吸水膨胀成胶团,从而阻止水份进入里层,进而影响作用的发挥,因此必须注意正确使用:
取一份黄原胶用十份或以上其它干燥的原料,如食品制作中的面粉、淀粉、糖、味精、盐等物调匀,然后慢慢倾倒在搅拌中的水里,浸泡约两小时,继续搅拌至完全溶解。
结语
黄原胶作为一种微生物胞外多糖,不被人体所消化,并且其热量也较低,因此可作为一种良好的膳食纤维应用在功能性食品上。但是,目前国内的食品级黄原胶生产、研发及应用等还不够深入,在未来仍需不断改进生产工艺,提高生产效率和黄原胶品质,并且降低生产成本,此外还需加强对黄原胶产品的研发及拓宽黄原胶的应用。